Chương 1: Cấu tạo nguyên tử
* Câu hỏi: Nguyên tử được cấu tạo từ những hạt cơ bản nào? Nêu đặc điểm (khối lượng, điện tích) của mỗi hạt.
Trả lời: Nguyên tử được cấu tạo từ ba hạt cơ bản:
* Proton (p): Nằm trong hạt nhân, khối lượng xấp xỉ 1 amu (atomic mass unit), điện tích +1.
* Neutron (n): Nằm trong hạt nhân, khối lượng xấp xỉ 1 amu, điện tích 0 (trung hòa).
* Electron (e): Chuyển động xung quanh hạt nhân, khối lượng rất nhỏ so với proton và neutron (khoảng 1/1836 amu), điện tích -1.
* Câu hỏi: Số hiệu nguyên tử (Z) cho biết điều gì về một nguyên tố hóa học?
Trả lời: Số hiệu nguyên tử (Z) bằng số proton trong hạt nhân của nguyên tử nguyên tố đó. Nó cũng đồng thời bằng số electron trong nguyên tử trung hòa về điện. Số hiệu nguyên tử xác định vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn và tính chất hóa học cơ bản của nó.
* Câu hỏi: Số khối (A) được xác định như thế nào?
Trả lời: Số khối (A) là tổng số proton (Z) và số neutron (N) trong hạt nhân của một nguyên tử: A = Z + N
* Câu hỏi: Đồng vị là gì? Cho ví dụ.
Trả lời: Đồng vị là các nguyên tử của cùng một nguyên tố hóa học (có cùng số proton) nhưng có số neutron khác nhau, dẫn đến số khối khác nhau.
Ví dụ: Carbon có hai đồng vị bền phổ biến là Carbon-12 (^{12}_6C) và Carbon-13 (^{13}_6C). Ngoài ra còn có đồng vị phóng xạ Carbon-14 (^{14}_6C).
* Câu hỏi: Cấu hình electron của một nguyên tử cho biết điều gì? Viết cấu hình electron của nguyên tử Oxygen (Z=8).
Trả lời: Cấu hình electron cho biết sự phân bố các electron trong các lớp và phân lớp electron khác nhau của một nguyên tử.
Cấu hình electron của Oxygen (Z=8): 1s^2 2s^2 2p^4.
* Câu hỏi: Lớp electron ngoài cùng có vai trò gì trong việc hình thành liên kết hóa học?
Trả lời: Lớp electron ngoài cùng (hay lớp vỏ hóa trị) chứa các electron hóa trị, là những electron tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học giữa các nguyên tử. Số lượng electron hóa trị thường quyết định hóa trị của nguyên tố.
* Câu hỏi: Quy tắc octet phát biểu như thế nào?
Trả lời: Quy tắc octet phát biểu rằng các nguyên tử có xu hướng đạt được cấu hình electron bền vững của khí hiếm gần nhất, thường có 8 electron ở lớp vỏ ngoài cùng (trừ Helium có 2 electron).
Chương 2: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và định luật tuần hoàn
* Câu hỏi: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học được sắp xếp dựa trên nguyên tắc nào?
Trả lời: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học được sắp xếp dựa trên nguyên tắc tăng dần số hiệu nguyên tử (Z). Các nguyên tố có cùng số lớp electron được xếp thành một hàng ngang (chu kì), và các nguyên tố có cấu hình electron lớp ngoài cùng tương tự nhau được xếp thành một cột dọc (nhóm).
* Câu hỏi: Chu kì trong bảng tuần hoàn là gì? Có bao nhiêu chu kì nhỏ và bao nhiêu chu kì lớn?
Trả lời: Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron. Bảng tuần hoàn có 7 chu kì, trong đó có 3 chu kì nhỏ (1, 2, 3) và 4 chu kì lớn (4, 5, 6, 7).
* Câu hỏi: Nhóm trong bảng tuần hoàn là gì? Các nguyên tố trong cùng một nhóm có tính chất hóa học tương tự nhau như thế nào?
Trả lời: Nhóm là cột dọc các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cấu hình electron lớp ngoài cùng tương tự nhau. Các nguyên tố trong cùng một nhóm thường có tính chất hóa học tương tự nhau do có số electron hóa trị giống nhau.
* Câu hỏi: Nêu xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử trong một chu kì và trong một nhóm. Giải thích.
Trả lời:
* Trong một chu kì (từ trái sang phải): Bán kính nguyên tử thường giảm dần do số proton trong hạt nhân tăng, lực hút giữa hạt nhân và các electron mạnh hơn, kéo các electron lại gần hạt nhân hơn. Số lớp electron không đổi.
* Trong một nhóm (từ trên xuống dưới): Bán kính nguyên tử thường tăng dần do số lớp electron tăng lên, các electron lớp ngoài cùng nằm xa hạt nhân hơn và chịu lực hút yếu hơn.
* Câu hỏi: Nêu xu hướng biến đổi độ âm điện trong một chu kì và trong một nhóm. Giải thích.
Trả lời:
* Trong một chu kì (từ trái sang phải): Độ âm điện thường tăng dần do lực hút của hạt nhân đối với các electron liên kết tăng lên khi số proton tăng.
* Trong một nhóm (từ trên xuống dưới): Độ âm điện thường giảm dần do bán kính nguyên tử tăng và lực hút của hạt nhân đối với các electron liên kết giảm.
* Câu hỏi: Oxide cao nhất của một nguyên tố nhóm VA có công thức tổng quát là gì?
Trả lời: Các nguyên tố nhóm VA có hóa trị cao nhất là V (bằng số thứ tự của nhóm). Do đó, oxide cao nhất của chúng có công thức tổng quát là R_2O_5, trong đó R là nguyên tố nhóm VA.
Chương 3: Liên kết hóa học
* Câu hỏi: Liên kết ion được hình thành như thế nào? Cho ví dụ.
Trả lời: Liên kết ion được hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu. Quá trình hình thành liên kết ion thường xảy ra khi một nguyên tử kim loại dễ nhường electron để trở thành cation (+) và một nguyên tử phi kim dễ nhận electron để trở thành anion (-).
Ví dụ: Sự hình thành liên kết ion trong Sodium chloride (NaCl):
Na \rightarrow Na^+ + 1e^- Cl + 1e^- \rightarrow Cl^- Na^+ + Cl^- \rightarrow NaCl
* Câu hỏi: Liên kết cộng hóa trị được hình thành như thế nào? Cho ví dụ.
Trả lời: Liên kết cộng hóa trị được hình thành do sự dùng chung một hay nhiều cặp electron giữa các nguyên tử. Liên kết cộng hóa trị thường xảy ra giữa các nguyên tử phi kim với nhau.
Ví dụ: Sự hình thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử nước (H_2O): Mỗi nguyên tử Hydrogen góp 1 electron để dùng chung với nguyên tử Oxygen, tạo thành 2 liên kết cộng hóa trị đơn.
* Câu hỏi: Thế nào là liên kết cộng hóa trị có cực và liên kết cộng hóa trị không cực? Cho ví dụ.
Trả lời:
* Liên kết cộng hóa trị không cực: Là liên kết cộng hóa trị trong đó cặp electron dùng chung được phân bố đều giữa hai nguyên tử. Điều này xảy ra khi hai nguyên tử có độ âm điện bằng nhau hoặc rất ít khác nhau. Ví dụ: Liên kết trong phân tử H_2, Cl_2.
* Liên kết cộng hóa trị có cực: Là liên kết cộng hóa trị trong đó cặp electron dùng chung bị lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn, tạo ra sự phân cực điện tích trong phân tử. Ví dụ: Liên kết trong phân tử HCl, H_2O.
* Câu hỏi: Hóa trị của một nguyên tố trong hợp chất cộng hóa trị được xác định như thế nào?
Trả lời: Hóa trị của một nguyên tố trong hợp chất cộng hóa trị thường được xác định bằng số liên kết cộng hóa trị mà nguyên tử đó tạo ra với các nguyên tử khác trong phân tử.
* Câu hỏi: Phân tử NH_3 có dạng hình học gì? Giải thích dựa trên thuyết VSEPR.
Trả lời: Phân tử NH_3 có dạng hình học chóp tam giác.
Theo thuyết VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion), các cặp electron hóa trị xung quanh nguyên tử trung tâm (Nitrogen trong NH_3) sẽ sắp xếp sao cho chúng đẩy nhau đến mức tối đa. Nitrogen có 5 electron hóa trị, liên kết với 3 nguyên tử Hydrogen bằng 3 cặp electron liên kết và còn lại 1 cặp electron không liên kết. Tổng cộng có 4 vùng electron xung quanh Nitrogen. Sự đẩy nhau giữa 4 vùng electron này tạo ra cấu trúc tứ diện điện tử. Tuy nhiên, do có một cặp electron không liên kết chiếm một vị trí, hình dạng phân tử chỉ được xác định bởi vị trí của các nguyên tử, tạo thành hình chóp tam giác với Nitrogen ở đỉnh và ba nguyên tử Hydrogen ở đáy. Cặp electron không liên kết gây ra lực đẩy mạnh hơn, làm cho góc liên kết H-N-H nhỏ hơn góc tứ diện lý tưởng (109.5°).
* Câu hỏi: Lực Van der Waals là gì? Nó có vai trò như thế nào?
Trả lời: Lực Van der Waals là lực tương tác yếu giữa các phân tử, bao gồm lực hút lưỡng cực - lưỡng cực, lực lưỡng cực - cảm ứng và lực London (lực phân tán). Lực Van der Waals đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các tính chất vật lý của chất như nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và trạng thái tập hợp.
Chương 4: Phản ứng hóa học
* Câu hỏi: Phản ứng tỏa nhiệt và phản ứng thu nhiệt khác nhau như thế nào? Cho ví dụ.
Trả lời:
* Phản ứng tỏa nhiệt: Là phản ứng giải phóng nhiệt năng ra môi trường, làm cho nhiệt độ của môi trường xung quanh tăng lên. \Delta H < 0. Ví dụ: Phản ứng đốt cháy nhiên liệu (than, củi, gas...).
* Phản ứng thu nhiệt: Là phản ứng hấp thụ nhiệt năng từ môi trường, làm cho nhiệt độ của môi trường xung quanh giảm xuống. \Delta H > 0. Ví dụ: Phản ứng phân hủy muối ammonium nitrate khi hòa tan trong nước.
* Câu hỏi: Tốc độ phản ứng hóa học là gì? Các yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng?
Trả lời: Tốc độ phản ứng hóa học là sự thay đổi nồng độ của chất phản ứng hoặc chất sản phẩm trong một đơn vị thời gian. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng bao gồm:
* Nồng độ chất phản ứng: Nồng độ càng cao, tốc độ phản ứng thường càng tăng.
* Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao, tốc độ phản ứng thường càng tăng.
* Diện tích bề mặt tiếp xúc: Đối với phản ứng có chất rắn tham gia, diện tích bề mặt tiếp xúc càng lớn, tốc độ phản ứng càng tăng.
* Chất xúc tác: Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng mà không bị tiêu thụ trong quá trình phản ứng.
* Câu hỏi: Cân bằng hóa học là gì?
Trả lời: Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch, dẫn đến nồng độ của các chất phản ứng và chất sản phẩm không thay đổi theo thời gian.
* Câu hỏi: Nêu nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chatelier.
Trả lời: Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chatelier phát biểu rằng khi một hệ thống đang ở trạng thái cân bằng chịu một tác động từ bên ngoài (thay đổi nồng độ, nhiệt độ, áp suất), cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động đó.
Chương 5: Các loại hợp chất vô cơ cơ bản
* Câu hỏi: Oxide là gì? Phân loại oxide và cho ví dụ mỗi loại.
Trả lời: Oxide là hợp chất hóa học của oxygen với một nguyên tố khác. Oxide được phân loại thành:
* Oxide base: Tác dụng với acid tạo thành muối và nước. Ví dụ: Na_2O, CaO.
* Oxide acid: Tác dụng với base tạo thành muối và nước. Ví dụ: SO_3, CO_2.
* Oxide lưỡng tính: Vừa tác dụng với acid, vừa tác dụng với base tạo thành muối và nước. Ví dụ: Al_2O_3, ZnO.
* Oxide trung tính: Không tác dụng với acid hoặc base. Ví dụ: CO, NO.
* Câu hỏi: Acid là gì? Nêu tính chất hóa học chung của acid.
Trả lời: Acid là hợp chất hóa học mà phân tử của nó có khả năng phân li ra ion H^+ trong dung dịch nước. Tính chất hóa học chung của acid bao gồm:
* Làm đổi màu chất chỉ thị (ví dụ: quỳ tím hóa đỏ).
* Tác dụng với kim loại đứng trước Hydrogen trong dãy hoạt động hóa học giải phóng khí Hydrogen.
* Tác dụng với oxide base tạo thành muối và nước.
* Tác dụng với base tạo thành muối và nước (phản ứng trung hòa).
* Tác dụng với muối của acid yếu hơn tạo thành muối mới và acid mới.
* Câu hỏi: Base là gì? Nêu tính chất hóa học chung của base.
Trả lời: Base là hợp chất hóa học mà phân tử của nó có khả năng phân li ra ion OH^- trong dung dịch nước (base tan) hoặc tác dụng với acid tạo thành muối và nước. Tính chất hóa học chung của base tan (kiềm) bao gồm:
* Làm đổi màu chất chỉ thị (ví dụ: quỳ tím hóa xanh, phenolphtalein hóa hồng).
* Tác dụng với acid tạo thành muối và nước (phản ứng trung hòa).
* Tác dụng với oxide acid tạo thành muối và nước.
* Tác dụng với muối của base yếu hơn tạo thành muối mới và base mới.
* Một số base không tan bị nhiệt phân hủy.
* Câu hỏi: Muối là gì? Phân loại muối và cho ví dụ mỗi loại.
Trả lời: Muối là hợp chất hóa học được tạo thành khi thay thế một hay nhiều ion H^+ trong phân tử acid bằng một hay nhiều ion kim loại hoặc ion ammonium (NH_4^+), hoặc thay thế một hay nhiều ion OH^- trong phân tử base bằng một hay nhiều gốc acid. Muối được phân loại thành:
* Muối trung hòa (muối thường): Không còn ion H^+ có khả năng phân li (trong muối tạo bởi acid nhiều nấc) hoặc không còn nhóm OH^- có khả năng phản ứng (trong muối tạo bởi base nhiều nấc). Ví dụ: NaCl, K_2SO_4.
* Muối acid: Vẫn còn ion H^+ có khả năng phân li. Ví dụ: NaHCO_3, KHSO_4.
* Muối base: Vẫn còn nhóm OH^- có khả năng phản ứng. Ví dụ: Mg(OH)Cl, Cu(OH)NO_3.
* Muối kép: Chứa hai cation kim loại khác nhau (hoặc một cation kim loại và NH_4^+) và một anion. Ví dụ: KAl(SO_4)_2 \cdot 12H_2O (phèn chua).
* Muối hỗn tạp: Chứa hai anion khác nhau và một cation. Ví dụ: CaOCl_2.
* Câu hỏi: Thang pH dùng để làm gì? Giá trị pH nào thể hiện môi trường acid, base và trung tính?
Trả lời: Thang pH là một thang đo độ acid hay base của dung dịch. Giá trị pH dao động từ 0 đến 14.
* pH < 7: Môi trường acid. Giá trị pH càng nhỏ, tính acid càng mạnh.
* pH = 7: Môi trường trung tính.
* pH > 7: Môi trường base. Giá trị pH càng lớn, tính base càng mạnh.
Chương 6: Phản ứng oxi hóa - khử
* Câu hỏi: Số oxi hóa là gì? Nêu các quy tắc xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất và đơn chất.
Trả lời: Số oxi hóa là điện tích quy ước của một nguyên tử trong hợp chất, giả định rằng tất cả các liên kết đều là liên kết ion. Các quy tắc xác định số oxi hóa:
* Số oxi hóa của các nguyên tố trong đơn chất bằng 0.
* Số oxi hóa của ion đơn nguyên tử bằng điện tích của ion đó.
* Trong hợp chất, tổng số oxi hóa của các nguyên tử bằng 0.
* Số oxi hóa của Hydrogen thường là +1 (trừ trong hydride kim loại, ví dụ NaH, là -1).
* Số oxi hóa của Oxygen thường là -2 (trừ trong peroxide, ví dụ H_2O_2, là -1; hoặc trong hợp chất với Fluorine, ví dụ OF_2, là +2).
* Số oxi hóa của kim loại kiềm (nhóm IA) trong hợp chất luôn là +1.
* Số oxi hóa của kim loại ki
